ZooKeeper学习第三期---Zookeeper命令操作

ZooKeeper学习第一期---Zookeeper简单介绍

ZooKeeper学习第二期--ZooKeeper安装配置 

ZooKeeper学习第三期---Zookeeper命令操作

ZooKeeper学习第四期---构建ZooKeeper应用

ZooKeeper学习第五期--ZooKeeper管理分布式环境中的数据

ZooKeeper学习第六期---ZooKeeper机制架构

ZooKeeper学习第七期--ZooKeeper一致性原理

ZooKeeper学习第八期——ZooKeeper伸缩性

一、Zookeeper的四字命令

Zookeeper支持某些特定的四字命令字母与其的交互。他们大多数是查询命令，用来获取Zookeeper服务的当前状态及相关信息。用户在客户端可以通过telnet或nc向Zookeeper提交相应的命令。Zookeeper常用的四字命令见下图所示。

通过下列命令来获取这些监控信息 echo commands  |  nc ip port

如：

echo conf | nc 192.168.144.110 2181  

上图，是Zookeeper四字命令的一个简单用例。

[root@hadoop ~]# echo ruok|nc localhost 2181
[root@hadoop ~]# zkServer.sh start zoo1.cfg
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zk/bin/../conf/zoo1.cfg
Starting zookeeper ... STARTED
[root@hadoop ~]#  zkServer.sh start zoo2.cfg
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zk/bin/../conf/zoo2.cfg
Starting zookeeper ... STARTED
[root@hadoop ~]#  zkServer.sh start zoo3.cfg
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zk/bin/../conf/zoo3.cfg
Starting zookeeper ... STARTED
[root@hadoop ~]# echo ruok|nc localhost 2181
imok[root@hadoop ~]# echo ruok|nc localhost 2182
imok[root@hadoop ~]# echo ruok|nc localhost 2183
imok[root@hadoop ~]# echo conf|nc localhost 2181
clientPort=2181
dataDir=/usr/local/zk/data_1/version-2
dataLogDir=/usr/local/zk/logs_1/version-2
tickTime=2000
maxClientCnxns=60
minSessionTimeout=4000
maxSessionTimeout=40000
serverId=0
initLimit=10
syncLimit=5
electionAlg=3
electionPort=3387
quorumPort=2287
peerType=0
[root@hadoop ~]#

 

额：

yum install nc

 

二、Zookeeper的简单操作

2.1  Zookeeper的shell操作

2.1.1 Zookeeper命令工具

再启动Zookeeper服务之后，输入以下命令，连接到Zookeeper服务：

zkCli.sh -server localhost:2181

连接成功之后，系统会输出Zookeeper的相关环境及配置信息，并在屏幕输出“welcome to Zookeeper！”等信息。输入help之后，屏幕会输出可用的Zookeeper命令，如下图所示

 

2.1.2 使用Zookeeper命令的简单操作步骤

(1) 使用ls命令查看当前Zookeeper中所包含的内容：ls /

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] ls /
[zookeeper]
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2]

(2) 创建一个新的Znode节点"zk"，以及和它相关字符，执行命令：create /zk myData

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2] create /zk myData
Created /zk

(3) 再次使用ls命令来查看现在Zookeeper的中所包含的内容：ls /

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 3] ls /
[zk, zookeeper]

此时看到，zk节点已经被创建。　　

(4) 使用get命令来确认第二步中所创建的Znode是否包含我们创建的字符串，执行命令：get /zk

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 4] get /zk
myData
cZxid = 0x500000006
ctime = Fri Oct 17 03:54:20 PDT 2014
mZxid = 0x500000006
mtime = Fri Oct 17 03:54:20 PDT 2014
pZxid = 0x500000006
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 6
numChildren = 0

(5) 接下来通过set命令来对zk所关联的字符串进行设置，执行命令：set /zk jiang1234

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 5] set /zk jiang2014
cZxid = 0x500000006
ctime = Fri Oct 17 03:54:20 PDT 2014
mZxid = 0x500000007
mtime = Fri Oct 17 03:55:50 PDT 2014
pZxid = 0x500000006
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 0

(6) 再次使用get命令来查看，上次修改的内容，执行命令：get /zk

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 6] get /zk
jiang2014
cZxid = 0x500000006
ctime = Fri Oct 17 03:54:20 PDT 2014
mZxid = 0x500000007
mtime = Fri Oct 17 03:55:50 PDT 2014
pZxid = 0x500000006
cversion = 0
dataVersion = 1
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 9
numChildren = 0

(7) 下面我们将刚才创建的Znode删除，执行命令：delete /zk

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 7] delete /zk

(8) 最后再次使用ls命令查看Zookeeper中的内容，执行命令：ls /

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 8] ls /
[zookeeper]

经过验证，zk节点已经删除。

2.2 Zookeeper的api的简单使用

2.2.1 ZookeeperAPI简介

Zookeeper API共包含五个包，分别为：

　　（1）org.apache.zookeeper
　　（2）org.apache.zookeeper.data
　　（3）org.apache.zookeeper.server
　　（4）org.apache.zookeeper.server.quorum
　　（5）org.apache.zookeeper.server.upgrade

其中org.apache.zookeeper，包含Zookeeper类，他是我们编程时 最常用的类文件。这个类是Zookeeper客户端的主要类文件。如果要使用Zookeeper服务，应用程序首先必须创建一个Zookeeper实例， 这时就需要使用此类。一旦客户端和Zookeeper服务建立起了连接，Zookeeper系统将会给次连接会话分配一个ID值，并且客户端将会周期性的 向服务器端发送心跳来维持会话连接。只要连接有效，客户端就可以使用Zookeeper API来做相应处理了。

Zookeeper类提供了如下图所示的几类主要方法

 

<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.8</version>
</dependency>

三、ZooKeeper示例

假设一组服务器，用于为客户端提供一些服务。我们希望每个客户端都能够能够找到其中一台服务器，使其能够使用这些服务，挑战之一就是维护这组服务器 列表。这组服务器的成员列表明显不能存在网络中的单个节点上，因为如果那个节点发生故障，就意味着是整个系统的故障（我们希望这个列表有很高的可用性）。 假设我们有了一个可靠的方法解决了这个成员列表的存储问题。如果其中一台服务器出现故障，我们仍然需要解决如何从服务器成员列表中将它删除的问题。某个进 程需要负责删除故障服务器，但注意不能由故障服务器自己来完成，因为故障服务器已经不再运行。

我们所描述的不是一个被动的分布式数据结构，而是一个主动的、能够在某个外部事件发生时修改数据项状态的数据结构。ZooKeeper提供这种服务，所以让我们看看如何使用它来实现这种众所周知的组成员管理应用。

ZooKeeper中的组成员关系

理解ZooKeeper的一种方法就是将其看作一个具有高可用性的文件系统。但这个文件系统中没有文件和目录，而是统一使用“节点”(node)的概念，称为znode。znode既可以作为保存数据的容器（如同文件），也可以作为保存其他znode的容器（如同目录）。所有的znode构成一个层次化的命名空间。一种自然的建立组成员列表的方式就是利用这种层次结构，创建一个以组名为节点名的znode作为父节点，然后以组成员名（服务器名）为节点名来创建作为子节点的znode。如下图给出了一组具有层次结构的znode。

 

在这个示例中，我们没有在任何znode中存储数据，但在一个真实的应用中，你可以将“关于成员的数据”存储在它们的znode中，例如主机名。

3.1 创建组

3.1.1 代码示例

让我们通过编写一段程序的方式来再次详细介绍ZooKeeper的Java API，这段示例程序用于为组名为/zoo的组创建一个znode。代码参见如下

代码 该程序在ZooKeeper中新建表示组的Znode

package zk;

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

public class CreateGroup implements Watcher{
    
    private static final int SESSION_TIMEOUT=5000;
    private static final String HOST1="192.168.56.90:2181";
    private static final String HOST2="192.168.56.90:2182,192.168.56.90:2183,192.168.56.90:2184";
    
    
    
    private ZooKeeper zk;
    private CountDownLatch connectedSignal=new CountDownLatch(1);

    public void process(WatchedEvent event) {
        if(event.getState()==KeeperState.SyncConnected){
            connectedSignal.countDown();
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
        CreateGroup createGroup = new CreateGroup();
        createGroup.connect(HOST2);
        createGroup.create("c");
        createGroup.close();
    }

    private void close() throws InterruptedException {
        zk.close();
    }

    private void create(String groupName) throws KeeperException, InterruptedException {
        String path="/"+groupName;
        if(zk.exists(path, false)== null){
            zk.create(path, null/*data*/, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        }
        System.out.println("Created:"+path);
    } 

    private void connect(String hosts) throws IOException, InterruptedException {
        zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, this);
        connectedSignal.await();
    }
}

 运行结果

 

断点时候发现

State:CONNECTED，假如连接不成功会是State:CONNECTING

3.1.2 代码分析

在上面代码中，main()方法执行时，创建了一个CreateGroup的实例并且调用了这个实例的connect()方法。connect方法实例化了一个新的ZooKeeper类的对象，这个类是客户端API中的主要类，并且负责维护客户端和ZooKeeper服务之间的连接。ZooKeeper类的构造函数有三个参数：
　　第一个是：ZooKeeper服务的主机地址，可指定端口，默认端口是2181。
　　第二个是：以毫秒为单位的会话超时参数，这里我们设成5秒。
　　第三个是：参数是一个Watcher对象的实例。
Watcher对象接收来自于ZooKeeper的回调，以获得各种事件的通知。在这个例子中，CreateGroup是一个Watcher对象，因此我们将它传递给ZooKeeper的构造函数。
当一个ZooKeeper的实例被创建时，会启动一个线程连接到ZooKeeper服务。由于对构造函数的调用是立即返回的，因此在使用新建的ZooKeeper对象之前一定要等待其与ZooKeeper服务之间的连接建立成功。我们使用Java的CountDownLatch类来阻止使用新建的ZooKeeper对象，直到这个ZooKeeper对象已经准备就绪。这就是Watcher类的
用途，在它的接口中只有一个方法：
　　　　public void process(WatcherEvent event);
客 户端已经与ZooKeeper建立连接后，Watcher的process()方法会被调用，参数是一个表示该连接的事件。在接收到一个连接事件（由 Watcher.Event.KeeperState的枚举型值SyncConnected来表示）时，我们通过调用CountDownLatch的countDown()方法来递减它的计数器。锁存器(latch)被创建时带有一个值为1的计数器，用于表示在它释放所有等待线程之前需要发生的事件数。在调用一欢countDown()方法之后，计数器的值变为0，则await()方法返回。
现在connect()方法已经返回，下一个执行的是CreateGroup的create()方法。在这个方法中，我们使用ZooKeeper实例中的create()方法来创建一个新的ZooKeeper的znode。所需的参数包括：
　　　　路径：用字符串表示。
　　　　znode的内容：字节数组，本例中使用空值。
　　　　访问控制列表：简称ACL，本例中使用了完全开放的ACL，允许任何客户端对znode进行读写。
　　　　创建znode的类型：有两种类型的znode：短暂的和持久的。

创建znode的客户端断开连接时，无论客户端是明确断开还是因为任何原因而终止，短暂znode都会被ZooKeeper服务删除。与之相反，当 客户端断开连接时，持久znode不会被删除。我们希望代表一个组的znode存活的时间应当比创建程序的生命周期要长，因此在本例中我们创建了一个持久 的znode。

create()方法的返回值是ZooKeeper所创建的路径，我们用这个返回值来打印一条表示路径成功创建的消息。当我们查看“顺序znode”(sequential znode)时．会发现create()方法返回的路径与传递给该方法的路径不同。

 ！把HOST1改成HOST2

    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
        CreateGroup createGroup = new CreateGroup();
        createGroup.connect(HOST2);
        createGroup.create("c");
        createGroup.close();
    }

192.168.56.90:2182,

192.168.56.90:2183,

192.168.56.90:2184

的节点上都有 /c 节点，数据一致性 

断点发现

 

实例是leader

3.2 加入组

下面的这一段程序用于注册组的成员。每个组成员将作为一个程序运行，并且加入到组中。当程序退出时，这个组成员应当从组中被删除。为了实现这一点，我们在ZooKeeper的命名空间中使用短暂znode来代表一个组成员。

在基类ConnectionWatcher中，对创建和连接ZooKeeper实例的程序逻辑进行了重构，参见代码如下

代码 用于将成员加入组的程序

package zk;


import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;

public class ConnectionWatcher implements Watcher{
    
    private static final int SESSION_TIMEOUT=5000;
    
    
    protected ZooKeeper zk;
    CountDownLatch connectedSignal=new CountDownLatch(1);
    
    public void connect(String host) throws IOException, InterruptedException{
        zk=new ZooKeeper(host, SESSION_TIMEOUT, this);
        connectedSignal.await();
    }

    public void process(WatchedEvent event) {
        if(event.getState()==KeeperState.SyncConnected){
            connectedSignal.countDown();
        }
    }
    public void close() throws InterruptedException{
        zk.close();
    }

}

package zk;

import java.io.IOException;

import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;


public class JoinGroup extends ConnectionWatcher{
    
    private static final String HOST1="192.168.56.90:2181";
    private static final String HOST2="192.168.56.90:2182,192.168.56.90:2183,192.168.56.90:2184";
    
    public void join(String groupName,String memberName) throws KeeperException, InterruptedException{
        String path="/"+groupName+"/"+memberName;
        String createdPath=zk.create(path, null, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
        System.out.println("Created:"+createdPath);
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException, KeeperException {
        JoinGroup joinGroup = new JoinGroup();
        joinGroup.connect(HOST1);
        joinGroup.join("a", "aa");
        Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
    }
    

}

JoinGroup的代码与CreateGroup非常相似，在它的join()方法中，创建短暂znode，作为组znode的子节点，然后通过 休眠来模拟正在做某种工作，直到该进程被强行终止。接着，你会看到随着进程终止，这个短暂znode被ZooKeeper删除。

3.3 列出组成员

现在，我们需要一段程序来查看组成员，参见代码如下：

代码 用于列出组成员的程序

package zk;

import java.io.IOException;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import org.apache.zookeeper.KeeperException;

public class ListGroup extends ConnectionWatcher {
    
    private static final String HOST1="192.168.56.90:2181";
    private static final String HOST2="192.168.56.90:2182,192.168.56.90:2183,192.168.56.90:2184";
    
    public void list(String groupNmae) throws KeeperException, InterruptedException{
        String path ="/"+groupNmae;
        try {
            List children = zk.getChildren(path, false);
            if(children.isEmpty()){
                System.out.println("Group "+groupNmae+" does not exist 
");
                System.exit(1);
            }
            Iterator it=children.iterator();
            while(it.hasNext()){
                String child=(String)it.next();
                System.err.println(child);
            }
        } catch (KeeperException.NoNodeException e) {
            System.out.println("Group "+groupNmae+" does not exist 
");
            System.exit(1);
        } 
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
        ListGroup listGroup = new ListGroup();
        listGroup.connect(HOST2);
        listGroup.list("");
        listGroup.close();
    }
}

在list()方法中，我们调用了getChildren()方法来检索并打印输出一个znode的子节点列表，调用参数为：该znode的路径和 设为false的观察标志。如果在一znode上设置了观察标志，那么一旦该znode的状态改变，关联的观察(Watcher)会被触发。虽然在这里我 们可以不使用观察，但在查看一个znode的子节点时，也可以设置观察，让应用程序接收到组成员加入、退出和组被删除的有关通知。

3.4 删除组

下面来看如何删除一个组。ZooKeeper类提供了一个delete()方法，该方法有两个参数：

1. 路径

2. 版本号

如果所提供的版本号与znode的版本号一致，ZooKeeper会删除这个znode。这是一种乐观的加锁机制，使客户端能够检测出对znode的修改冲突。通过将版本号设置为-1，可以绕过这个版本检测机制，不管znode的版本号是什么而直接将其删除。ZooKeeper不支持递归的删除操作，因此在删除父节点之前必须先删除子节点。

在代码3.5中，DeleteGroup类用于删除一个组及其所有成员。
代码3.5用于删除一个组及其所有成员的程序

package zk;

import java.io.IOException;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import org.apache.zookeeper.KeeperException;

public class DeleteGroup extends ConnectionWatcher{
    
    private static final String HOST1="192.168.56.90:2181";
    private static final String HOST2="192.168.56.90:2182,192.168.56.90:2183,192.168.56.90:2184";
    
    public void delete(String groupName) throws InterruptedException, KeeperException{
        String path="/"+groupName;
        List children;
        try {
            children = zk.getChildren(path, false);
            Iterator it=children.iterator();
            while(it.hasNext()){
                zk.delete(path+"/"+(String)it.next(), -1); 
            }

            zk.delete(path, -1);
        } catch (KeeperException.NoNodeException e) {
            System.out.println("Group "+groupName+" does not exist 
");
            System.exit(1);
        }    
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException, KeeperException {
        DeleteGroup deleteGroup = new DeleteGroup();
        deleteGroup.connect(HOST1);
        deleteGroup.delete("a");
        deleteGroup.close();
    }
}

最后，我们可以删除之前所创建的组：